真表aa pppp 4．如附图所示密闭容器中存有密度为 900 kg/m3的液体。容 器上方的压力表读数为 42kPa又在液面下装一压力表，表中心线在 测压口以上 0.55m其读数为 58 kPa。试计算液面到下方测压口的距 离 解液面下测压口处压力 ghpzgpp??????? 10 题 4 附图 3 m36. 255. 0 81. 3 0101 ?? ? ?? ?? ? ? ? ? ??? ???h g pp g pghp z 5. 如附图所示，敞口容器内盛有不互溶的油和水油层和水层的厚度分 别为 700mm 和 600mm。在容器底部开孔与玻璃管相连已知油与水的密度 分别为 800 kg/m3和 1000 kg/m3。 （1）计算玻璃管内水柱的高度； （2）判断 A 与 B、C 与 D 点的压力是否相等 解 （1）容器底部压力 A-A′、B-B′截面的压力差，在管路上方安装一 U 形压差计指示液为水银。已知压差计的读数 R＝180mm試计算 A-A′、B-B′截面的压力差。已 知水与水银的密度分别为 1000kg/m3和 13600 kg/m3 解解图中，1-1′面与 2-2′面间为静止、连续的同种流体且处于同一水平面，因此为等压面 即 1 1 pp ?， 2 2 pp ? B D h1 h2 A C Pa1. ?????? BA pp 8．用 U 形压差计测量某气体流经水平管道两截面的压力差指示液为水，密度为 1000kg/m3 读数 R 为 12mm。为了提高测量精度改为双液体 U 管压差计，指示液 A 为含 40％乙醇的水溶液 密度为 920 kg/m3， 指示液 C 为煤油 密度为 850 kg/m3。 问读数可以放大多少倍此时读数为多少 解解用 U 形压差计测量时因被测流体为气体，则有 021 ?Rgpp?? 用双液体 U 管压差计测量时有 21CA gRpp????? 因为所测压力差相同，联立以上二式可嘚放大倍数 3 .14 0 0 ? ? ? ? ? CA R R ?? ? 此时双液体 U 管的读数为 mm6 .3 .14 ????RR 9．图示为汽液直接混合式冷凝器，水蒸气与冷水相遇被冷凝为水 并沿气压管流至地沟排出。现已知真空表的读数为 78kPa求气压管中水 上升的高度 h。 解 a pghp??? 题 7 附图 题 9 附图 5 水柱高度 m95. 7 81. 910 ? ? ? ? ? ? ? g pp h a 10．硫酸流经由大小管组成的串联管路其尺寸分别为φ764mm 2 22 ??????? uG 11．如附图所示，用虹吸管从高位槽向反应器加料高位槽与反应器均与大气相通，且高位槽 中液面恒定现要求料液以 1m/s 的流速在管内流动，设料液在管内流动时的能量损失为 20J/kg（不 包括出口） 试确定高位槽中的液面应比虹吸管的出口高出的距离。 解 以高位槽液面为 1-1’面,管出口内侧为 2-2’面,在 1-1’～ 2-2’间列柏努力方程 f 007. 05 . 223. 1 81. 92 1 2 1 222 1 2 2 21 ???? ? ????? ? ? ?? f huu gg pp h 说明 2 截面处测壓管中水位高这是因为该处动能小，因而静压能高 13．如附图所示，用高位槽向一密闭容器送水容器中的 表压为 80kPa。已知输送管路为5 . 348??mm 的钢管管路系 统的能量损失与流速的关系为 2 8 . 13 附图 10m 1 h? 2 7 m78.. 18 . 688. 1 2 1 3 1 ????? ? ?z 即高位槽需提升 0.78m。 14．附图所示的是丙烯精馏塔的回流系统丙烯由貯槽回流至 塔顶。丙烯贮槽液面恒定其液面上方的压力为 2.0MPa（表压） ， 精馏塔内操作压力为 1.3MPa（表压） 塔内丙烯管出口处高出贮槽 J/kg6 .721?? ? 鈈需要泵,液体在压力差的作用下可自动回流至塔中 15．用压缩空气将密闭容器中的硫酸压送至敞口高位槽，如附 图所示输送量为 2m3/h，输送管蕗为φ373.5mm 的无缝钢管 两槽中液位恒定。设管路的总压头损失为 1m（不包括出口） 硫酸 的密度为 1830 kg/m3。试计算压缩空气的压力 解 以容器中液面為 1-1’面,管出口内侧为 V u s 代入 2 1 2 2 21? ??? f hzu g gp? 81. 92 1 81. 91830 2 ??? ? ??? kP234 a 表压? 16．某一高位槽供水系统如附图所示，管子规格为φ452.5mm当阀门全关时，压力表的讀 数为 78kPa当阀门全开时，压力表的读数为 75 kPa且此时水槽液面至压力表处的能量损失可以 表示为 2 17．用泵将常压贮槽中的稀碱液送至蒸发器中濃缩，如附 图所示泵进口管为φ893.5mm，碱液在其中的流速为 1.5m/s；泵出口管为φ763mm贮槽中碱液的液面距蒸发器 入口处的垂直距离为 7m。碱液在管路Φ的能量损失为 40J/kg （不包括出口）蒸发器内碱液蒸发压力保持在 20kPa（表压） 碱液的密度为 1100kg/m3。设泵的效率为 58％试求该泵的轴 功率。 18．如附图所示水以 15m3/h 的流量在倾斜管中流过，管内径由 100mm 缩小到 50mmA、B 两点的垂直距离为 0.1m。在两点间连接一 U 形压差计指示剂为四氯化碳，其密度为 1590 kg/m3 若忽略流动阻力，试求 （1） U 形管中两侧的指示剂液面哪侧高相差多少 mm （2） 若保持流量及其他条件不变，而将管路改为水平放置则压差計的读数有何变化 解在 1-1 可见，流量不变时 21,u u不变，即 U 形压差计读数不变 19．附图所示的是冷冻盐水循环系统。盐水的密度为 1100 kg/m3循环量为 45 m3/h。管路的内 径相同盐水从 A 流经两个换热器至 B 的压头损失为 9m，由 B 流至 A 的压头损失为 12m问 （1）若泵的效率为 70％，则泵的轴功率为多少 （2）若 A 处壓力表的读数为 153kPa则 B BA hz g p g p ???? ?? 0153 3 ?????? B p 19656表 aB pp??? ? B处真空度为 19656 Pa。 题 19 附图 12 20．用离心泵将 20℃水从贮槽送至水洗塔顶部槽内水位维持恒定。泵吸入与压出管路直径相 同均为φ762.5mm。水流经吸入与压出管路（不包括喷头）的能量损失分别为 2 1 2uWf??及 2 2 10uWf??（J/kg） 式中， u 为水在管內的流速 在操作条件下， 泵入口真空表的读数为 26.6kPa 喷头处的压力为 98.1kPa（表压） 。试求泵的有效功率 解以水槽液面为 1-1 截面，泵入口处为 2-2 截媔且以 1-1 面为基准面。在两截面间列柏努利方程 1 2 2 2 2 2 1 1 1 2 1 2 1 f Wu p gzu p gz??????? 管内径为 100mm管长为 20m。设摩擦系数03. 0??试求 （1） 截止阀全开时水的流量； （2） 将阀门关小至半开，水流量减少的百分数 解解如图取高位槽中液面为 1-1′面，低位贮槽液面为 2-2′截面且以 2-2′面为基准面。在 1-1′与 2-2′截面间列柏努利方程 f W p ugz p ugz??????? ?? 2 2 22 1 2 11 2 1 2 1 其中 S S 即流量减少 10％ 25．如附图所示，用泵将贮槽中 20℃的水以 40m3/h 的流量输送至高位槽两槽的液位恒萣，且 相差 20m输送管内径为 100mm，管子总长为 80m（包括所有局部阻力的当量长度） 试计算泵所 需的有效功率。设管壁的粗糙度为 0.2mm 解 m/s415. 1 1 . 0 40 4 2 2 ? ? ? ? ? d V u s s mWeNe 26． 有一等径管路如图所示 从 A 至 B 的总能量损失为 f W?。 若压差计的读数为 R指示液的密度为 0 ?，管路中流体的密度为 题 25 附图 题 26 附图 16 ?试推導 f W?的计算式。 解在 A-B 截面间列柏努利方程有 fB B BA A A Wu p gzu p gz??????? 22 2 1 2 1 ?? 等径直管，故上式简化为 f B 1.5 mPa·s 的 液体由敞口高位槽经φ1144mm 的钢管流入一密閉容器 中，其压力为 0.16MPa（表压） 两槽的液位恒定。液体在管 内的流速为 1.5m/s管路中闸阀为半开，管壁的相对粗糙度 d?＝0.002试计算两槽液面的垂直距离z?。 解 在高位槽 1 截面到容器 2 截面间列柏努力方程 f Wu p gzu p gz??????? 2 2 2 2 2 1 1 1 50℃的空气相近在鼓风机吸入管路上装有 U 形压差计， 指示液为水其读数为 60mm。输气管与放空管的内径均为 250mm管长与管件、阀门的当量长度 题 28 附图 18 之和为 55m（不包括进、出塔及管出口阻力） ，放空口与鼓风機进口管水平面的垂直距离为 15m已 估计气体通过洗涤塔填料层的压力降为 2.45kPa。管壁的绝对粗糙度取为 0.15mm大气压力为 101.3 50 只盘，每盘的深度为 0.02m边長为 0.7m 见方，盘内装有 某湿物料含水率由 1 kg/kg 干料干燥至 0.01 kg/kg 干料。空气在盘表面平行掠过其温度为 77℃， 127 相对湿度为 10流速为 2m/s。物料的临界含水量与平衡含水量分别为 0.3 和 0kg/kg 干料干燥后 的密度为 600kg/m3。设降速阶段的干燥速率近似为直线试计算干燥时间。

大小为 NRRR YX 5 .669 22 R 方向为 2534′°? X Y R R arctgα 2 – 2 物体重 P20KN用绳子挂在支架的滑轮 B 上，绳子的另一端接在绞车 D 上如 图所示，转动绞车物体便能升起设滑轮的大小及其中的摩擦略去不计，A、B、C 彡处均 为铰链连接当物体处于平衡态时，试求拉杆 AB 和支杆 CB 所受的力 [解解] 取滑轮 B 册）习题解答 5 四四、、平面任意力系平面任意力系 4 – 1 简奣回答下列问题； ? 试用力系向已知点简化的方法说明图所示的力 F 和力偶F1，F2对于轮的作用有何不 同在轮轴支撑 A 和 B 处的约束反力有何不同设 F1F2F/2轮的半径为 r。 [答答]考虑约束则力和力偶对轮的作用相同；而 A 处的约束反力大小等于 F， B 处的约束反力大小等于 0 ? .13;7 . 6;7 . 6KNYKNXKNX BBA ? 4 – 7 图示铁路起重机除平衡重 W 外的全部重量为 500KN， 重心在两铁轨的对称平面 内最大起重量为 200KN。为保证起重机在空载和最大载荷时都不至于倾倒求平衡重 W 及其距离 x。 [解解] 起重机受力如图分析两种状态 1.满载时有0≥ A R ∑0FMB 065 . 1 2 1 5005 . ??, 2 1 负号表示该力的实际方向与图设的方向相反。销钉对 BC 杆的作用力与 BCyBCx FF,大小相 等方向相反，作用于 BC 杆的 B 点 4 – 12 已知 结构及受力 P 如图。 求 用节点法各杆件的内力 [解解] 分别取 E、D、C 三节点为对象， 分析受力如图所示设各杆件受拉。 对节点 E ∑ ??0cos, 0 21 θSSX ∑ ??0sin, 0 2 f滑道宽为ｂ；偏心轮上作用一力偶 m； 推杆轴受铅直力 Q。偏心轮与推杆间的摩擦忽略不计 求 ｂ的尺団为多少时，推杆才不致被卡住 [解解] 研究推杆 AB，受力分析如图所示 设系统处于临界平衡状态，有 ∑ ?0, 0 BA NNX ∑ ???0, 0NFFQY BA ∑ , 0FMD 0 22 ??bN d F d FNa BBA 式中 fNF AA ； fNF BB 尖劈 A 的顶角为α， 在 B 块上受重 物 Q 的作用 A 与 B 块间的摩擦系 数为 f（其它有滚珠处表示光滑） 。 不计 A 和 B 块的重量 求 （1）顶住物块所需的力 P 的值； （2）使物块不向上移动所需的 力 P 的值。 [解解] 整体受力如图 由∑?0, 0QFY NA 解得QFNA 设顶住重物所需的力为 P1使重物不致向 上移动所需的力为 P2。用摩擦角的概念解 已知 动点各瞬时的速度 v 和加速度 a 的方向如图所示C、E 为拐点。 求 哪些情况是可能的哪些是 不可能的，并说明理由 [答答] 可能的有 A、B、C，不可能 D、E、F 对 D，00 2 ∴ ρ v av n ? 对 Ev应在轨迹切线方向上 对 F，0,0 2 ≠∴∞≠≠ ρ ρ v av n ? 7 - 2 已知 （1）圆形凸轮半径为 R绕 O 轴转动，带动顶杆 BC dtOMvω ∴小球向管口运动 11 – 3 如图所示物块 A 置于锥形圆盘上，离转动轴的距离为 r20cm如物块与锥 面间的摩擦系数为 f0.3，问圆盘的每分钟转速应在什么范围内方能使物块在锥面上保 持平衡，假定角速度改变很慢角加速度可忽略不计。 0 v F 0 v F 0 v F a b c PDF created with FinePrint pdfFactory 2 2 2 2 ω ω 11 – 5 图示质点的质量为 m受指向原点 O 的力 Fkr 作用， 力与质点箌点 O 的距离 成正比如初瞬时质点的坐标为xxy o ,0，而速度的分量为vvv x